Naukowcy znajdują lepsze sposoby projektowania stopów metali_Blog PTJ

Usługi obróbki CNC Chiny

Naukowcy znajdują lepsze sposoby projektowania stopów metali

2021-11-22

Od samochodów po sztuczne satelity, od materiałów budowlanych po produkty elektroniczne, wysokiej jakości stopy metali są niezbędne w kluczowych elementach współczesnego życia. Jednak ze względu na niejasną wiedzę naukowców na temat granic między drobnymi ziarnami kryształów, z których składa się większość metali, opracowywanie nowych stopów o najlepszej wytrzymałości, twardości, odporności na korozję, przewodności i innych właściwościach do określonych celów jest ograniczone.

Gdy dwa metale są zmieszane razem, atomy metalu wtórnego mogą gromadzić się wzdłuż tych granic ziaren lub mogą być rozproszone w sieci atomowej w ziarnie. Ogólna wydajność materiałów zależy w dużej mierze od zachowania tych atomów, ale jak dotąd nie ma systematycznej metody przewidywania ich skutków.

Naukowcy znajdują lepsze sposoby projektowania stopów metali

Naukowcy z MIT odkryli teraz metodę, która łączy symulację komputerową i procesy uczenia maszynowego, aby tworzyć różne szczegółowe prognozy tych właściwości, które mogą kierować rozwojem nowych stopów w różnych zastosowaniach. Wyniki badań zostały opisane w czasopiśmie Nature Communications. Artykuł został napisany przez absolwenta Malika Wagiha, doktora habilitowanego Petera Larsena oraz profesora materiałoznawstwa i inżynierii Christophera Schuha.

Schuh wyjaśnił, że zrozumienie zachowania metali polikrystalicznych na poziomie atomowym w przypadku większości używanych przez nas metali jest zniechęcającym wyzwaniem. Chociaż atomy w pojedynczym krysztale są ułożone w uporządkowany sposób, związek między sąsiednimi atomami jest prosty i przewidywalny. Tak nie jest w przypadku wielu małych kryształów w większości metalowych przedmiotów. Powiedział: „W tym, co nazywamy granicami ziaren, kryształy są kruszone razem. W tradycyjnych materiałach konstrukcyjnych istnieją tysiące takich granic ziaren”.

Te granice pomagają określić właściwości materiału. Powiedział: „Można myśleć o nich jako o kleju, który spaja kryształy razem”. — Ale są nieuporządkowane, a atomy pomieszane. Nie pasują do kryształów, do których zostały dodane. Powiedział, to oznacza, że ​​dostarczają miliardy możliwych układów atomowych, a jest tylko kilka układów w krysztale. Tworzenie nowych stopów wiąże się z „próbami zaprojektowania tych obszarów wewnątrz metalu, co w rzeczywistości jest miliardy razy bardziej skomplikowane niż projektowanie w kryształach”.

Schuh zrobił analogię do ludzi w pobliżu. „To trochę jak na przedmieściach. Możesz mieć wokół siebie 12 sąsiadów. W większości metali rozglądasz się i widzisz 12 osób, które są w tej samej odległości od ciebie. To jest całkowicie jednorodne. granicy, nadal masz 12 sąsiadów, ale ich odległości są różne i wszystkie są domami różnej wielkości w różnych kierunkach”.

Powiedział, że tradycyjnie ci, którzy projektują nowe stopy, po prostu pomijali to pytanie lub po prostu patrzyli na średnią charakterystykę granic ziaren tymi samymi oczami, nawet jeśli wiedzieli, że tak nie jest.

Zamiast tego zespół zdecydował się rygorystycznie rozwiązać problem, badając rzeczywisty rozkład konfiguracji i interakcji dużej liczby typowych przypadków, a następnie wykorzystując algorytmy uczenia maszynowego w celu wywnioskowania na podstawie tych konkretnych przypadków i dostarczenia prognoz dla całego zakresu.

W niektórych przypadkach agregacja atomów wzdłuż granicy ziaren jest idealną właściwością, która może zwiększyć twardość i odporność na korozję metalu, ale czasami może również prowadzić do kruchości. W zależności od zamierzonego zastosowania stopu inżynierowie będą starali się zoptymalizować kombinację właściwości. W niniejszym opracowaniu zespół badawczy zbadał ponad 200 różnych kombinacji metali nieszlachetnych i stopowych w oparciu o kombinacje opisane na poziomie podstawowym w literaturze. Następnie naukowcy przeprowadzili systematyczną symulację niektórych z tych związków, aby zbadać ich konfigurację granic ziaren. Są one wykorzystywane do generowania prognoz poprzez uczenie maszynowe, które są następnie weryfikowane za pomocą bardziej ukierunkowanych symulacji. Prognozy uczenia maszynowego bardzo dobrze pasują do szczegółowych pomiarów.

W rezultacie, powiedział Waji, naukowcy byli w stanie udowodnić, że wiele kombinacji stopów, które faktycznie uważano za niewykonalne, było wykonalnych. Powiedział, że nowa baza danych stworzona w wyniku tych badań jest już dostępna w domenie publicznej i może pomóc każdemu, kto projektuje nowy stop.

Zespół kontynuuje analizę. Schuh powiedział: „W naszym idealnym świecie musimy dodać do niego każdy metal z układu okresowego, a następnie dodać do niego wszystkie inne pierwiastki z układu okresowego”. „Więc używasz układu okresowego pierwiastków, krzyżujesz go ze sobą, a następnie sprawdzasz wszystkie możliwe kombinacje”. Powiedział, że dla większości tych kombinacji podstawowe dane nie są jeszcze dostępne, ale przy coraz większej liczbie symulacji i kolekcji. Dane można zintegrować z nowym systemem.

Link do tego artykułu: Naukowcy znajdują lepsze sposoby projektowania stopów metali

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


warsztat obróbki cncPTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Producent obróbki na dużą skalę toreb medycznych, świadcząc usługi projektowania 3D, prototypów i dostaw globalnych. Oferujemy również twarde etui, półtwarde pianki EVA, miękkie szyte etui, woreczki i wiele innych dla producentów OEM. Wszystkie etui są wykonane na zamówienie zgodnie ze specyfikacją z nieskończoną liczbą kombinacji materiały, formy, kieszenie, szlufki, zamki, uchwyty, logotypy i akcesoria. Odporne na wstrząsy, wodoodporne i przyjazne dla środowiska opcje. Części medyczne, reagowanie w sytuacjach awaryjnych, Części elektroniczne, korporacyjnym, edukacyjnym, wojskowym, ochroniarskim, sportowym, outdoorowym i budowlanym. Usługi obejmują konsultacje koncepcji przypadku, projektowanie 3D, prototypowanie, rototypowanie,Wiercenie CNC Usługi i produkcja.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ).


Odpowiedz w ciągu 24 godzin

Infolinia:+86-769-88033280 E-mail: sales@pintejin.com

Proszę umieścić plik(i) do przesłania w tym samym folderze i ZIP lub RAR przed załączeniem. Przesyłanie większych załączników może potrwać kilka minut w zależności od szybkości lokalnego internetu :) W przypadku załączników powyżej 20 MB kliknij  WeTransfer i wyślij do sprzedaz@pintejin.com.

Po wypełnieniu wszystkich pól będziesz mógł wysłać swoją wiadomość/plik :)